Relaxation of translational energy in binary mixtures of dense hard sphere systems

Abstract

Starting from the Enskog equation we derive an analytical equation for the relaxation time necessary for the equilibration between translational energies of the components in a dense binary mixture of hard spheres. Also we give an expression for the collision number describing the average number of collisions of one particle during the relaxation time. The analytical expressions are verified by molecular dynamics simulations for various values of the packing fraction. The results are shown to be valid even for very dense systems, i.e. for liquids in the ranges of density corresponding to the freezing point.Zusammenfassung. Ausgehend von der Enskoggleichung wird ein analytischer Ausdruck fur die Relaxationszeit hergeleitet, die fur den Ausgleich der Translationsenergien der Komponenten eines bin& ren Hartkugelgemischs hoher Dichte ntitig ist. Auch ein Ausdruck fur die mittlere Zahl der Stone eines Teilchens wshrend dieser Relaxationszeit wird angegeben. Die analytischen Resultate werden durch molekulardynamische Simulationsrechnungen verifiziert. Es zeigt sich, da8 die Ergebnisse bis in den Bereich des Phasentiberganges zum Festkerper gtiltig sind.